Em uma experiencia com feixe molecular, a fonte e um tubo contendo hidrogênio a uma pressão ρ s = 0,15   t o r r e a uma temperatura T = 400   K . Na parede do tubo há uma fenda de 30   m m   x   0,025   m m , abrindo para uma região altamente evacuada. Oposta a fenda da fonte e a 1 metro de distância dela, há uma fenda detetora paralela a primeira e do mesmo tamanho. Esta fenda está em uma pequena cavidade, cuja pressiio P d pode ser medida. Quando o estado estacionário foi atingido:

a) Qual sera a raziio de descarga da fenda da fonte em microgramas por segundo?

b) Qual a razão de chegada de hidrogênio a fenda detetora, em microgramas por segundo e em moléculas por segundo?

c) Quantas moléculas, que finalmente alcançarão fenda detetora, estariam no espaço entre a fonte e o detetor em cada instante?

d) Qual a pressão de equilíbrio P d na câmara detetora?

Passo 1

Falaaaaa rapaziada tudo blz?

Nessa questão do livro de termodinâmica de Sears em uma experiencia com feixe molecular, a fonte e um tubo contendo hidrogênio a uma pressão ρ s = 0,15   t o r r e a uma temperatura T = 400   K . Na parede do tubo há uma fenda de 30   m m   x   0,025   m m , abrindo para uma região altamente evacuada. Oposta a fenda da fonte e a 1 metro de distância dela, há uma fenda detetora paralela a primeira e do mesmo tamanho. Esta fenda está em uma pequena cavidade, cuja pressiio P d pode ser medida. Quando o estado estacionário foi atingido:

a) Qual sera a raziio de descarga da fenda da fonte em microgramas por segundo?

b) Qual a razão de chegada de hidrogênio a fenda detetora, em microgramas por segundo e em moléculas por segundo?

c) Quantas moléculas, que finalmente alcançarão fenda detetora, estariam no espaço entre a fonte e o detetor em cada instante?

d) Qual a pressão de equilíbrio P d na câmara detetora?

Precisa ficar assim não meus abençoados conforme você for vendo os passos vai perceber que ela é de boa.

Passo 2

Então galerinha antes de determinar as opções dadas temos que destacar o que foi dado, valendo,

ρ s = 0,15   t o r r         T = 400   K

f e n d a - 30   m m   x   0,025   m m

Ficando na letra (a) para encontrar a razão de descarga em microgramas por segundos temos,

e = 0,15   x   400   x   0,095 = 5,16   μ g s - 1

Já na letra (b) para determinar a razão de descarga temos que,

d = 0,15   x   1,745   x 10 12 30   x   0,025 = 3,49   x   10 11   m o l é c u l a s   s - 1

Já na letra ( c ) para determinar quantas moléculas alcançarão a fenda detetora,

ρ = 400   x   30   x   0,025 2,20   x   10 - 6 = 1,36   x   10 8   m o l é c u l a s

E por fim na letra (d) para determinar a pressão de equilíbrio de ρ a , temos

ρ a = 0,15   x   400 1,84   x   10 - 7 = 3,26   x   10 - 8   T o r r

Espero que eu tenha ajudado e te vejo no próximo desafio.

Até a próxima.

Resposta

a) e = 5,16   μ g s - 1

b) d = 3,49   x   10 11   m o l é c u l a s   s - 1

c) ρ = 1,36   x   10 8   m o l é c u l a s

d) ρ a = 3,26   x   10 - 8   T o r r

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